KR100645637B1 - 압전 발진기, 압전 발진기를 이용한 휴대 전화 장치 및압전 발진기를 이용한 전자 기기 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 두께 방향의 크기를 작게 하여, 실장에 필요한 공간을 작게 할 수 있는 압전 발진기와, 이 압전 발진기를 이용한 휴대 전화 및 전자 기기를 제공하기 위해서, 내부에 압전 진동편(51)을 수용한 진동자 패키지(50)와, 이 진동자 패키지의 이면에 고정되고, 내부에 발진 회로를 수용한 IC 칩(40)을 구비하고 있고, 상기 진동자 패키지의 상기 이면에, 리드 프레임의 내부 리드부(61a, 62a, 63a, 64a)가 고정되고, 또한 상기 리드 프레임의 외측리드부를 제외하고, 상기 진동자 패키지 및 상기 IC 칩이 수지 몰드되어 있다.

Description

압전 발진기, 압전 발진기를 이용한 휴대 전화 장치 및 압전 발진기를 이용한 전자 기기{PIEZOELECTRIC OSCILLATOR, PORTABLE TELEPHONE UNIT USING PIEZOELECTRIC OSCILLATOR, AND ELECTRONIC EQUIPMENT USING PIEZOELECTRIC OSCILLATOR}
도 1은 본 발명의 압전 발진기의 실시예 1을 나타내는 개략 측면도,
도 2는 도 1의 압전 발진기의 개략 평면도,
도 3은 도 2의 A-A선 개략 단면도,
도 4는 도 1의 압전 발진기의 내부 리드부와 외부 단자부를 전기적으로 절연한 상태에서 고정하는 수법의 일례를 나타내는 개략 사시도,
도 5는 도 1의 압전 발진기를 전기적으로 접속한 상태에서 고정하는 수법의 일례를 나타내는 개략 사시도,
도 6은 도 1의 압전 발진기의 제조 공정의 일례를 간단히 나타내는 흐름도,
도 7은 도 6의 공정의 일부를 나타내는 개략 사시도,
도 8은 본 발명의 압전 발진기의 실시예 2를 나타내는 개략 평면도,
도 9는 본 발명의 압전 발진기의 실시예 3을 나타내는 개략 평면도,
도 10은 본 발명의 압전 발진기의 실시예 4를 나타내는 개략 측면도,
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 압전 발진기를 이용한 전자 기기의 일례로서의 디지털식 휴대 전화 장치의 개략 구성을 도시한 도면,
도 12는 종래의 압전 발진기의 제조 공정의 일부를 나타내는 개략 사시도.
도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
30, 70, 80 : 압전 발진기 51 : 압전 진동편
40 : IC 칩(반도체 소자) 50 : 진동자 패키지
61a, 62a, 63a, 64a : 내부 리드부
본 발명은 압전 진동편을 수용한 압전 진동자 패키지와, 이 압전 진동편을 발진시키는 발진 회로를 내장한 반도체 소자를 구비한 압전 발진기와, 압전 발진기를 이용한 휴대 전화 및 전자 기기에 관한 것이다.
HDD(하드 디스크 드라이브), 모바일 컴퓨터, 또는 IC 카드 등의 소형 정보 기기나, 휴대 전화, 자동차 전화, 또는 호출 시스템 등의 이동 통신 기기에서, 패키지 내에 압전 발진기가 널리 사용되고 있다. 종래, 압전 발진기의 구조에 있어서, 압전 진동자부와 발진 회로부를 각각 별도의 패키지를 이용해서 구성하여, 예컨대, 발진 회로부를 구성하는 패키지의 위에, 압전 진동자부를 구성하는 패키지를 겹쳐 고정한 구조의 압전 발진기가 알려져 있다(특허 문헌 1 참조).
이러한 구조는, 압전 진동편과 발진 회로를 동일한 패키지 내에 수용할 때의 여러 가지 불합리를 회피할 수 있다. 즉, 수지 패키지 내에 압전 진동편과 발진 회로를 동시에 수용하면, 경화 시에 발생하는 가스가 압전 진동편에 부착되어, 성능 저하로 이어지는 경우가 있다. 그래서, 상술한 바와 같이, 압전 진동편과 발진 회로를 각각의 패키지에 수용하여, 세로 방향으로 겹침으로써 이들 불합리를 회피할 수 있어, 소형으로 구성할 수 있는 것이다. 그런데, 최근, 압전 발진기를 탑재하는 각종 기기에 있어서는, 더욱 소형화가 과제로 되며, 그 때문에 압전 발진기 자체도 보다 소형으로 형성될 필요가 있다. 그래서, 상술한 바와 같이, 압전 진동편과 발진 회로를 각각의 패키지에 수용하여, 세로 방향으로 겹치는 구성의 압전 발진기에 있어서는, 예컨대, 도 12에 도시하는 바와 같이 구성되어 있다.
도 12는 상술한 종래의 압전 발진기를 제조하는 도중의 공정을 나타내는 개략 사시도이다. 도면에 있어, 내부에 압전 진동편을 수용한 진동자 패키지(2)의 일면(2a)에는 리드 프레임(1)이 고정되어 있다. 리드 프레임(1)은 소자 탑재부(4)를 구비하고 있고, 이 소자 탑재부(4)에는 IC 칩(3)이 고정되어 있다. IC 칩(3)의 각 단자는 리드 프레임(1)이 구비하는 복수의 내부 리드부(5)에 대하여, 본딩 와이어(6)를 이용하여 와이어 본딩되어 있다.
[특허문헌1] 일본국 실용신안 공개 평성 제2-4312호의 마이크로 필름
그런데, 도 12와 같은 압전 발진기에서는, 진동자 패키지(2)의 일면(2a)에 대하여, 리드 프레임(1)을 고정하고, 이 리드 프레임(1)의 소자 탑재부(4) 위에 IC 칩(3)을 고정하고 있기 때문에, 전체 두께가 두꺼워져 버린다.
본 발명은, 두께 방향의 크기를 작게 하여, 실장에 필요한 공간을 작게 할 수 있는 압전 발진기와, 이 압전 발진기를 이용한 휴대 전화 및 전자 기기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상술한 목적은, 제 1 발명에 따르면, 내부에 압전 진동편을 수용한 진동자 패키지와, 이 진동자 패키지의 이면에 고정되고, 발진 회로를 내장한 반도체 소자를 구비하고 있으며, 상기 진동자 패키지의 상기 이면에, 리드 프레임의 내부 리드부가 고정되고, 또한 상기 리드 프레임의 외부 리드부를 제외하고, 상기 진동자 패키지 및 상기 반도체 소자가 수지 몰딩되어 있는, 압전 발진기에 의해, 달성된다.
제 1 발명의 구성에 따르면, 발진 회로를 내장한 반도체 소자가 진동자 패키지의 이면에 고정되어 있고, 이 이면에는, 또한 리드 프레임의 내부 리드부가 고정되어 있다. 즉, 반도체 소자와 내부 리드부는, 진동자 패키지의 같은 면에 고정되어 있기 때문에, 내부 리드부의 두께 분량이, 진동자 패키지의 표면측으로 돌출되지 않기 때문에, 그만큼 전체 두께를 얇게 구성할 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 효과로서, 두께 방향의 크기를 작게 하여, 실장에 필요한 공간을 작게 할 수 있는 압전 발진기를 제공할 수 있다.
제 2 발명은, 제 1 발명의 구성에 있어서, 상기 진동자 패키지의 상기 이면이, 이 이면에 고정되는 상기 반도체 소자의 접합면보다도 큰 면적을 갖고 있으며, 상기 이면에 상기 반도체 소자가 고정된 상태로 노출되는 노출면을 이용하여, 상기 내부 리드부가 고정되어 있는 것을 특징으로 한다. 제 2 발명의 구성에 따르면, 상기 진동자 패키지의 이면에서, 상기 반도체 소자를 고정한 영역 이외의 영역을 유효하게 이용하여 상기 내부 리드부를 고정하는 구성으로 했기 때문에, 내부 리드부의 두께 분량이 반도체 소자의 두께 분량에 치수적으로 흡수되어, 두께가 얇은 압전 발진기를 용이하게 형성할 수 있다.
제 3 발명은, 제 1 또는 제 2 발명 중 어느 하나의 구성에 있어서, 상기 진동자 패키지가, 금속제의 덮개에 의해 봉지되어 있으며, 상기 진동자 패키지의 이면에는, 상기 덮개와 도통된 단자가 마련되어 있고, 이 덮개와 도통된 단자와, 상기 반도체 소자와 접속된 상기 내부 리드부가 접촉하는 것에 의해 전기적으로 접속되어 고정되어 있는 것을 특징으로 한다. 제 3 발명의 구성에 따르면, 상기 진동자 패키지의 금속제의 덮개와 도통된 단자에 대하여, 반도체 소자의 그라운드 단자를 전기적으로 접속함으로써, 압전 발진기를 용이하게 실드할 수 있다.
제 4 발명은, 제 1 내지 제 3 발명 중 어느 하나의 구성에 있어서, 상기 진동자 패키지의 이면에는, 내부에 수용된 압전 진동편과 접속된 단자가 마련되고, 상기 반도체 소자와 접속된 상기 내부 리드부가 상기 단자와 절연된 상태로 고정되며 또한 상기 압전 진동편과 접속된 단자와, 상기 반도체 소자의 발진 회로 단자 가 와이어 본딩에 의해 접속되어 있는 것을 특징으로 한다. 제 4 발명의 구성에 따르면, 상기 압전 진동편과 접속된 단자와 상기 반도체 소자의 접속은 와이어 본딩에 의해 행해지도록 했다. 이 때문에, 내부 리드부를 거치지 않고 압전 진동편과의 접속을 행함으로써 부유 용량을 작게 할 수 있다.
제 5 발명은, 제 1 내지 제 3 발명 중 어느 하나의 구성에 있어서, 상기 진동자 패키지의 이면에는, 내부에 수용된 압전 진동편과 접속된 단자가 마련되고, 상기 반도체 소자와 접속된 상기 내부 리드부가 상기 단자와 평면적으로 보아 겹쳐지지 않도록 배치됨으로써 상기 단자와 절연된 상태로 되며, 또한 상기 단자와 상기 반도체 소자의 발진 회로 단자가 와이어 본딩에 의해 접속되어 있는 것을 특징으로 한다. 제 5 발명의 구성에 따르면, 내부 리드부는 단자와 평면적으로 보아 겹치지 않도록 배치되어 있기 때문에, 내부 리드부와 단자가 접촉하지 않도록 거리를 두고, 내부 리드부와 단자 사이에서의 절연 상태를 보다 확실하게 하고, 또한, 부유 용량을 작게 할 수 있다.
제 6 발명은, 제 1 내지 제 5 발명 중 어느 하나의 구성에 있어서, 상기 진동자 패키지의 덮개의 중앙부의 영역을 제외하고 상기 수지 몰딩되어 있는 것을 특징으로 한다. 제 6 발명의 구성에 따르면, 반도체 소자, 내부 리드부, 진동자 패키지의 측면 및 진동자 패키지와 덮개의 접합 영역만이 수지 몰드되어 있는 것으로 된다. 이 때문에, 진동자 패키지의 덮개의 대부분이 몰드부에서 외부에 노출되어 있으므로, 발진 회로를 구성하는 반도체의 구동에 의한 열의 방열을 촉진할 수 있다. 또한, 덮개가 유리 등의 광 투과성 재료로 형성되어 있는 경우에는, 덮개를 수지로 덮지 않음으로써, 이 덮개를 거쳐서, 내부의 압전 진동편에 레이저광 등을 조사하여, 주파수 조정을 행할 수 있다.
또한, 상술한 목적은, 제 7 발명에 따르면, 내부에 압전 진동편을 수용한 진동자 패키지와, 이 진동자 패키지의 이면에 고정되고, 발진 회로를 내장한 반도체 소자를 구비하는 압전 발진기를 이용한 휴대 전화 장치로서, 상기 진동자 패키지의 상기 이면에, 리드 프레임의 내부 리드부가 고정되고, 또한 상기 리드 프레임의 외부 리드부를 제외하고, 상기 진동자 패키지 및 상기 반도체 소자가 수지 몰딩되어 있는 압전 발진기에 의해, 제어용의 클럭 신호를 얻도록 한, 휴대 전화 장치에 의해 달성된다.
또한, 상술한 목적은, 제 8 발명에 따르면, 내부에 압전 진동편을 수용한 진동자 패키지와, 이 진동자 패키지의 이면에 고정되어, 발진 회로를 내장한 반도체 소자를 구비하는 압전 발진기를 이용한 전자 기기로서, 상기 진동자 패키지의 상기 이면에, 리드 프레임의 내부 리드부가 고정되고, 또한 상기 리드 프레임의 외부 리드부를 제외하고, 상기 진동자 패키지 및 상기 반도체 소자가 수지 몰딩되어 있는 압전 발진기에 의해, 제어용의 클럭 신호를 얻도록 한, 전자 기기에 의해 달성된다.
도 1 내지 도 3은 본 발명의 압전 발진기의 실시예 1을 나타내고 있으며, 도 1은 그 개략 측면도(좌측면도), 도 2는 그 개략 평면도, 도 3은 도 2의 A-A선 개략 단면도이다. 또한, 도 1에서는, 이해의 편의를 위해, 수지 몰드부를 투명하게 하여 내부의 구성을 나타내고 있다. 도면에 있어, 압전 발진기(30)는, 압전 진동편 을 수용한 진동자 패키지(50)와, 이 진동자 패키지(50)의 이면에 고정된 발진 회로 내장의 반도체 소자인 IC 칩(40)을 구비하고 있다.
도 3에 도시하는 바와 같이 진동자 패키지(50)는, 예컨대, 절연 재료로서, 산화 알루미늄 재질의 세라믹 그린 시트를 성형하여 형성되는 복수의 기판을 적층한 후, 소결하여 형성되어 있다. 일부의 기판은, 그 내측에 소정의 구멍을 형성함으로써, 적층한 경우에 내측에 소정의 내부 공간 S1을 갖고 있고, 개구된 직사각형의 상자형으로 형성되어 있다.
이 내부 공간 S1에는 압전 진동편(51)이 수용되어 있다. 즉, 도 3에 도시되어 있는 바와 같이, 진동자 패키지(50)의 바닥부(도 3에서는 상하가 반대로 표시되어 있음)의 좌단부 부근에서, 내부 공간 S1에 노출되도록, 예컨대, 텅스텐 메탈라이즈 위에 니켈 도금 및 금 도금으로 형성한 전극부(56)가 설치된다. 이 전극부(56)는, 도면에는 나타내지 않지만, 도 2에서의 진동자 패키지(50)의 폭 방향(도면에서 상하 방향)의 양단 부근에 같은 형태로, 각각 형성되어 있다.
도 3의 전극부(56)는, 진동자 패키지(50)의 도 2에 표시되어 있는 외부 단자부(52)와 접속되어 있다. 마찬가지로 해서, 상술한 도시되지 않은 다른 쪽 전극부는, 진동자 패키지(50)의 도 2에 도시되어 있는 외부 단자부(55)와 접속되어 있다. 이 전극부(56)와 다른 쪽의 도시하지 않은 전극부는, 후술하는 바와 같이 하여 IC 칩(40)과 전기적으로 접속되어, 압전 진동편(51)에 구동 전압을 공급하는 것이다. 즉, 도 3에 도시되어 있는 바와 같이, 이 전극부(56)의 표면에 도전성 접착제(57)가 도포되고, 이 도전성 접착제(57)의 표면에, 압전 진동편(51)의 베이스부(51a)의 인출 전극부(도시하지 않음)가 탑재되어, 도전성 접착제(57)가 경화됨으로써 접합되어 있다. 또한, 도시하지 않은 다른 쪽의 전극부에도 마찬가지로 도전성 접착제(57)가 적용되어, 압전 진동편(51)의 구동용의 인출 전극부와 접합되어 있다.
또한, 도전성 접착제(57)로서는, 접합력을 발휘하는 접착제 성분으로서의 합성 수지제에, 은(銀)제의 미세 입자 등의 도전성의 입자를 함유시킨 것을 사용할 수 있고, 실리콘계, 에폭시계 또는 폴리이미드계 도전성 접착제 등을 이용할 수 있다. 압전 진동편(51)은, 예컨대 수정으로 형성되어 있고, 수정 이외에도 탄탈산 리튬, 니오브산 리튬 등의 압전 재료를 이용할 수 있다. 본 실시예의 경우, 압전 진동편(51)은, 예컨대, 수정 웨이퍼를 정해진 방향을 따라서, 직사각형으로 컷트한 소위 AT 컷트 진동편이나, 음차형의 진동편을 이용할 수 있다. 이 압전 진동편(51)은, 그 표면에 구동용 전극으로서의 여진 전극과, 이 여진 전극에 접속되고, 압전 진동편(51)의 접합단에 인출되어 형성된, 상기 인출 전극이 마련되어 있다.
도 3에 있어서, 덮개(59)는 압전 진동편(51)을 내부 공간 S1 내에서 기밀하게 봉지하기 위한 것이며, 본 실시예에서는, 판 형상의 덮개를 이용하고 있다. 덮개(59)는, 도시하지 않은 로우 재료를 사용하여, 진동자 패키지(50)의 개구단에 고정하여 봉지하고 있다. 덮개(59)는, 바람직하게는, 도체 금속, 예컨대, 금속계의 Fe-Ni-Co의 합금 등을 이용할 수 있다. 그리고, 진동자 패키지(50)의 이면(58)(도 2의 앞쪽에 도시되어 있는 면 및 도 3의 상면)에 노출시켜 형성한 외부 단자부(53) 와, 도전부(53a)에 의해 접속되어 있다. 또한, 도 2에 있어서, 진동자 패키지(50)의 이면(58)에 노출시켜 형성한 외부 단자부(54)도 동일한 구조에 의해 덮개(59)와 접속되어 있다. 본 실시예에서는, 후술하는 구조에 의해, 외부 단자(54)를 이용하여 덮개(59)를 어스(earth) 접지함으로써, 실드 효과를 갖게 할 수 있다.
다음에, 반도체 소자로서의 IC 칩(40)은, 내부에 도시하지 않은 집적 회로로 형성한 발진 회로를 수용한 것이다. 이 IC 칩(40)은, 진동자 패키지(50)의 이면(58)(도 2의 앞쪽에 도시되어 있는 면 및 도 3의 상면)에 대하여, 그 중심 부근에 예컨대, 에폭시계나 실리콘계의 접착제를 이용하여 고정되어 있다. 이 경우, 진동자 패키지(50)의 이면(58)은, 도 2에 도시되어 있는 바와 같이, IC 칩(40)의 접합면보다도 넓은 면적을 갖고 있고, IC 칩(40)의 주위에 노출면(58a)을 형성하게 되어 있다.
IC 칩(40)의 진동자 패키지(50)와의 접합면과 반대의 면에는, 몇 개의 단자부가 마련되어 있고, 도 2에서는 단자부(41) 내지 단자(46)의 6개의 단자부가 노출되어 있다. IC 칩(40)의 단자부의 수는, IC 칩의 종류에 따라 이것보다도 많은 경우도 적은 경우도 있는 것은 물론 이다. 본 실시예에서는, 도 2에 있어서, IC 칩(40)의 단자부(42, 43)는, 예컨대, 진동자 패키지(50)와의 접속 단자이다. 단자부(41)는 발진 회로의 입출력 단자이다. 단자부(44)는 제어 단자, 단자부(45)는 출력 단자이며, 단자부(46)는 그라운드 단자이다. 입출력 단자(41), 진동자 패키지(50)와의 접속 단자(42, 43) 및 제어 단자(44)는, 도 2에 있어서, IC 칩(40)의 좌단변을 따라서 배치되어 있다. 이것에 대하여, 출력 단자(45)와 그라운드 단자(46)는, 도 2에 있어서 IC 칩(40)의 우단변을 따라서 배치되어 있다.
또한, 도 1 및 도 2에 도시되어 있는 바와 같이, 진동자 패키지(50)의 이면(58)에는, 각각 외부 단자부(52, 53, 54, 55)와 겹치는 위치에, 후술하는 리드 프레임으로부터 분리되는 리드부(61, 62, 63, 64)의 내부 리드부(61a, 62a, 63a, 64a)가 고정되어 있다. 이들 각 내부 리드부는, 내부 리드부(61a)가 압전 발진기(30)의 전원 단자, 내부 리드부(62a)가 압전 발진기(30)의 출력 단자, 내부 리드부(63a)가 압전 발진기(30)의 그라운드 단자, 내부 리드부(64a)가 압전 발진기(30)의 콘트롤 단자가 된다.
각 내부 리드부 중, 내부 리드부(61a, 62a, 64a)는, 이들과 각각 겹치는 위치의 외부 단자부(52, 53, 55)와 전기적으로 절연된 상태로 고정되고, 내부 리드부(63a)는 진동자 패키지(50)의 그라운드 단자인 외부 단자부(54)와 도통된 상태로 고정되어 있다. 그리고, 본 실시예에서는, 도 1에 도시되어 있는 바와 같이, 리드부(61, 64)는, 각 내부 리드부(61a, 64a)로부터 외단측이 아래쪽으로 구부러지고, 선단부의 외측 리드부(61b, 64b)는 하단에서 내측으로 구부러져 있다. 또한, 도 2에 있어서, 진동자 패키지(50)의 폭 방향의 거의 중앙부에서, 도면에 있어 좌우의 위치에, 제조 공정에서 진동자 패키지(50)를 유지하기 위한 보조 리드부(65, 66)가 고정되어 있다.
도 4는 내부 리드부와 외부 단자부를 전기적으로 절연한 상태에서 고정하는 수법의 일례를 나타내고 있다. 도면에 있어서, 내부 리드부(62a)의 하면과 진동자 패키지(50)의 외부 단자부(53) 사이에는, 절연성의 접착제(67)가 적용되어 있다. 이 접착제(67)에 의해, 내부 리드부(62a)와 외부 단자부(53)는 절연되어 있다. 이 경우, 바람직하게는, 내부 리드부(62a)로부터 일체적으로 진동자 패키지측을 향하여 연장되는 벽부(62b)를 형성함으로써, 벽부(62b)가 내부 리드부(62a)와 외부 단자부(53)를 이간시키는 스페이서로서 기능하여, 더욱 절연 효과를 확실하게 할 수 있다.
도 5는 내부 리드부와 외부 단자부를 전기적으로 접속한 상태에서 고정하는 수법의 일례를 나타내고 있다. 도면에 있어, 내부 리드부(63a)의 하면과 진동자 패키지(50)의 그라운드 단자인 외부 단자부(54) 사이에는, 도전성 접착제(68)가 적용되어 있다. 이 도전성 접착제(68)에 의해, 내부 리드부(63a)와 외부 단자부(54)는 도통되어 있다.
또한, 도 2에 도시되어 있는 바와 같이, IC 칩(40)의 단자부(41)는 내부 리드부(61a)와, 단자부(42)는 진동자 패키지(50)의 외부 단자부(52)와 전기적으로 접속되어 있다. 또한, IC 칩(40)의 단자부(43)는 진동자 패키지(50)의 외부 단자부(55)와, 단자부(44)는 내부 리드부(64a)와, 전기적으로 접속되어 있다. 또한, IC 칩(40)의 단자부(45)는 내부 리드부(62a)와 전기적으로 접속되어 있고, IC 칩(40)의 단자부(46)는 내부 리드부(63a)와 전기적으로 접속되어 있다. 이들 전기적 접속은, 도 2에 도시되어 있는 바와 같이, 예컨대, 금선 등의 도통선을 이용한 와이어 본딩에 의해서 이루어지고 있다. 따라서, 압전 진동편(51)과 접속된 진동자 패키지(50)의 각 단자와, 각 내부 리드부는 고정 부분에서 접속되는 것이 아니라, 절연되도록 되어 있고, IC 칩(40)과 접속된 각 내부 리드부는 와이어 본딩에 의해 진동자 패키지(50)의 각 단자와 접속하도록 되어 있다. 이 때문에, 내부 리드부를 거치지 않고 압전 진동편과 접속을 행하여 부유 용량을 작게 할 수 있다.
이러한 전기적인 접속을 한 후에 있어서, 도 1의 리드부(61)의 적어도 외측 리드부(61b, 64b)를 제외하고 다른 구성을 피복하도록, 합성 수지에 의해 수지 몰드를 한다. 이 수지 몰드부(20)는, 각 단자나 와이어 본딩의 금선 등을 절연함과 동시에, 내부 구조를 보호하기 위해서 마련되는 것으로, 성형성이나 절연성에 우수한 합성 수지로서, 예컨대, 에폭시계의 수지를 성형 형(型) 내에 사출하여, 도시하는 바와 같이 성형하여 형성할 수 있다.
본 실시예는 이상과 같이 구성되어 있고, 도 2에 도시하는 바와 같이 IC 칩(40)이 진동자 패키지(50)의 이면(58)에 고정되어 있으며, 이 이면(58)에는, 또한 리드 프레임의 각 내부 리드부(61a, 62a, 63a, 64a)가 고정되어 있다. 즉, IC 칩(40)과 내부 리드부는, 진동자 패키지(50)의 같은 면에 고정되어 있기 때문에, 내부 리드부(61a, 62a, 63a, 64a)의 두께 분량이, 진동자 패키지(50)의 표면측으로 돌출되지 않으므로, 그 만큼 압전 발진기(30) 전체 두께를 얇게 구성할 수 있다.
특히, 진동자 패키지(50)의 이면(58)이, 이 이면(58)에 고정되는 IC 칩(40)의 접합면보다도 큰 면적을 갖고 있고, 진동자 패키지(50)의 이면(58)에 IC 칩(40)이 고정된 상태로 노출되는 노출면(58a)을 이용하여, 각 내부 리드부(61a, 62a, 63a, 64a)를 고정하는 구성으로 했기 때문에, 각 내부 리드부(61a, 62a, 63a, 64a)를 고정하는 영역과, IC 칩(40)을 고정하는 영역을, 진동자 패키지(50)의 동일한 면(58)에 적절하게 마련할 수 있다. 이것에 의해서, 내부 리드부(61a, 62a, 63a, 64a)의 두께 분량이, 확실하게 IC 칩(40)의 두께 분량에 치수적으로 흡수되어, 두께가 얇은 압전 발진기를 용이하게 형성할 수 있다. 또한, 진동자 패키지(50)를 금속제의 덮개(59)에 의해 봉지하고, 진동자 패키지(50)의 이면(58)에는 덮개(59)와 도통된 외부 단자(54)가 설치되기 때문에, 압전 발진기(30)를 용이하게 실드할 수 있다.
또한, 진동자 패키지(50)의 이면(58)에는, 내부에 수용한 압전 진동편(51)과 접속된 외부 단자(52), 외부 단자(55)가 마련되고, 내부 리드부(61a, 64a)가 이들 단자와 전기적으로 접속되어 있다. 이 때문에, 압전 진동편(51)과 IC 칩(40) 및 압전 발진기(30)의 외부와의 전기적 접속을 용이하게 실행할 수 있다.
또한, 도 1에 도시되어 있는 바와 같이, 리드부(61)나 리드부(64)를 그 상부의 진동자 패키지(50)와 고정된 각 내부 리드부(61a, 64a)로부터 아래쪽으로 구부러지고, 중간 부분(61c, 64c)이 압전 발진기(30)의 측면을 따라 연장되도록 형성했다. 이 때문에, 실장 기판 K 등에 땜납을 이용하여 도시와 같이 실장한 경우에, 땜납이 리드부의 각 중간 부분(61c, 64c)에 각각 부착되어, 지느러미 모양(69, 69)을 형성하기 쉽다. 이에 따라, 실장 구조를 강화할 수 있다.
도 6은 압전 발진기(30)의 제조 공정의 일례를 간단하게 설명하기 위한 흐름도이다. 도면에 있어, 우선, 발진 회로를 내장한 반도체 소자로서, 예컨대, 시판의 IC 칩과, 내부 리드부를 형성하기 위한 리드 프레임과, 진동자 패키지(50)로서, 예컨대 수정 진동편을 수용한 수정 패키지를 준비한다.
IC 칩은 시판의 결정된 유형으로 한정되지 않고, 주문 생산에 의해 제조된 것이라도 좋고, 유형이 다른 경우에는 외부 단자의 위치가 다르기 때문에, 그 경우에는, 전기적 접속도 후술하는 바와 같이 변경해야 한다. 리드 프레임은, 패키지 소자를 제조하는 경우에 보통 사용되는 것이 이용될 수 있고, 예컨대, 42얼로이 등의 Fe 합금, 또는 Cu-Sn, Cu-Fe, Cu-Zn, Cu-Ni 등의 Cu 합금, 또는 이들에 제 3 원소를 첨가한 3원 합금 등에 의해 형성된 것이 사용된다.
수정 패키지는 도 3에서 자세히 설명한 진동자 패키지(50)와 동일하며, 그 구조는 이미 설명한 바대로 이다. 즉, 예컨대 세라믹제의 패키지에 필요한 전극을 형성하고, 압전 진동편(51)을 접합한 후에 덮개(59)로 기밀하게 봉지함으로써 제조된다. 그 후 수정 패키지인 진동자 패키지(50)는 단체(單體)로, 그 진동 주파수 등에 관해서 필요한 검사를 행하고(ST11), 다음 공정으로 이동한다.
도 7은 진동자 패키지의 이면(58)에, 리드 프레임의 내부 리드부를 고정하는 모양을 나타내고 있다(ST12). 도시되어 있는 바와 같이, 진동자 패키지의 이면(58)에 고정되는 내부 리드부는, 도 2에서 설명한 수로 한정되지 않고, 부호 60-1, 60-2로 도시되어 있는 바와 같이, 다수의 갯수를 고정할 수 있다. 이 경우, 이들 내부 리드부가 연장되는 방향과 다른 방향, 예컨대, 부호 60-1, 60-2로 표시되어 있는 다수의 내부 리드부가 연장되는 방향과 직교하는 방향으로 배치한 보조 리드부(65, 66)를, 진동자 패키지의 이면(58)에 고정하여, 다수의 내부 리드부가 위치 편차 없도록 유지하여, 고정할 수 있다. 다음에, 진동자 패키지(50)의 이면(58)의 거의 중앙부에 IC 칩(40)을 접착제 등으로 고정한다(ST13).
이어서, 도시되어 있는 바와 같이, IC 칩(40)의 단자부와, 진동자 패키지의 외부 단자부(52, 53, 54, 55)나 다수의 내부 리드부(60-1, 60-2)를, 와이어 본딩에 의해 전기적으로 접속한다(ST14). 이 상태에서, 성형용의 형(도시하지 않음) 안에 배치하여, 몰드 수지를 형내로 주입하여 수지 몰드함으로써, 도 1 및 도 2에서 설명한 수지 몰드부(20)를 형성한다(ST15). 계속해서, 소정의 지그을 이용하여, 도 1에서 설명한 바와 같이, 리드부(61, 64)의 구부러진 구조를 성형하여, 소정의 외측 리드부(61b, 64b)를 구비하는 압전 발진기(30)를 형성한다(ST16). 이어서, 필요한 검사를 행하고(ST17), 포장하여(ST18), 제품으로서 발송할 수 있는 상태로 한다.
도 8은 본 발명의 압전 발진기의 실시예 2를 나타내는 개략 평면도이며, 실시예 1에서 이용한 부호와 동일한 부호를 부여한 부분은 공통된 구성이므로, 중복된 설명은 생략하며, 이하, 상위점을 중심으로 설명한다. 압전 발진기(70)는, 진동자 패키지(50)의 이면(58)에 고정되는 IC 칩(40-1)의 구성이 다르다. 즉, 도 2와 비교하면, IC 칩(40)과 IC 칩(40-1)에서는 그 단자부의 배치가 다르게 되어 있다.
IC 칩(40-1)에서는, 그 입출력 단자(41), 진동자 패키지(50)와의 접속 단자(42, 43)가 IC 칩(40)의 좌단변을 따라 배치되어 있고, 실시예 1의 경우와 동일하다. 그러나, 제어 단자(44)가, 도 8에서, IC 칩(40-1)의 상단변의 약간 중앙쪽에 배치되어 있는 점이 다르다. 그리고, 출력 단자(45)와 그라운드 단자(46)는, 도 8에 있어서 IC 칩(40-1)의 우단변을 따라 배치되어 있다.
이러한 IC 칩(40-1)의 구조의 상위에 대응하여, 진동자 패키지(50)의 이면(58)에는, 실시예 1에 있어서의 외부 단자부(55)와 같은 단자가 제 1 외부 단자부(55-1)로서, 실시예 1과 같은 위치에 마련되어 있는 것 외에, 이 외부 단자부(55-1)와 패키지 내부에서 도통된 제 2 외부 단자부(55-2)가, 도시하는 바와 같이, 진동자 패키지(50)의 도 8에 있어서 하단변의 오른쪽에 노출되어 있다. 또한, 이 제 2 외부 단자부(55)-2와 패키지 내부에서 도통된 제 3 외부 단자부(55-3)가 진동자 패키지(50)의 도 8에 있어서 상단변의 오른쪽에 노출되어 있다.
이 경우, 도시되어 있는 바와 같이, IC 칩(40-1)의 접속 단자(43)를 진동자 패키지(50)의 제 1 외부 단자부(55-1)와 와이어 본딩 등으로 접속하고, 내부 리드부(64a)를 제 2 외부 단자부(55-2)와 와이어 본딩 등으로 접속하며, IC 칩(40-1)의 접속 단자(44)를 진동자 패키지(50)의 제 3 외부 단자부(55-3)와 와이어 본딩 등으로 접속한다. 이에 따라, 실시예 1과 같이, IC 칩(40-1)의 각 접속 단자를 주변에 배치된 외부 단자부 및 내부 리드부와 와이어 본딩함으로써, IC 칩(40-1)과 진동자 패키지(50)의 필요로 되는 전기적 접속을 행할 수 있다. 즉, 진동자 패키지(50)의 이면(58)에 압전 진동편(52)과 접속된 단자를 필요한 수만큼 노출시킴으로써, 다른 단자 배치를 가지는 IC 칩을 사용하는 것이 가능해진다.
도 9는 본 발명의 압전 발진기의 실시예 3을 나타내는 개략 평면도이며, 실시예 1에서 이용한 부호와 동일한 부호를 부여한 부분은 공통된 구성이므로, 중복된 설명은 생략하고, 이하 상위점을 중심으로 설명한다. 압전 발진기(90)가 실시예 1과 주로 다른 점은, 내부 리드부(61a, 62a, 63a, 64a)의 배치 위치와 형상에 대한 것이다.
즉, 압전 발진기(90)에 있어서, 내부 리드부(61a, 62a, 63a, 64a)는, 압전 진동편(51)과 진동자 패키지(50) 내에서 전기적으로 접속된 단자인 외부 단자부(52, 55)와, 평면적으로 보아 겹치지 않도록 배치되어 있다. 구체적으로는, 내부 리드부(61a, 62a, 63a, 64a)는, 이들의 각 주면이 압전 진동편(51)과 접속된 단자인 외부 단자부(52, 55)의 주면과 겹치지 않고, 내부 리드부(61a, 62a, 63a, 64a)가 외부 단자부(52, 55)와 접촉하지 않도록, 평면적으로 위치가 바뀌어 배치되어 있다. 또한, 내부 리드부(61a, 64a)에 있어서는, 진동자 패키지(50)의 이면(58) 상이라는 한정된 범위 내에서, 외부 단자부(52, 55)와 수평 방향에서의 거리가 보다 멀리 떨어지도록 절결부(61d, 64d)를 갖고 있다. 이 절결부(61d, 64d)는, 도시하는 바와 같이, 인접하는 외부 단자부(52, 55)의 외형을 피하는 형상이 되도록 형성되어 있다.
또, 내부 리드부(62a, 63a)에 있어서는, 압전 진동편(51)과 접속되어 있지 않은 외부 단자부(53, 54)와 평면적으로 보아 겹치도록 배치되더라도 좋지만, 본 실시예 3에서는, 내부 리드부(62a, 63a)와 외부 단자부(53, 54)를 평면적으로 보아 겹치지 않도록 하여, 압전 발진기(90)의 두께를 억제하고 있다. 또한, 내부 리드부(61a, 64a)는, 외부 단자부(52, 55)와 각각 평면적으로 보아 겹치지 않도록 배치하고, 외부 단자부(52, 55)와의 접촉을 피하고 있기 때문에, 진동자 패키지(50)의 이면(58)에 고정하기 위한 접착제에는, 실시예 1과 같이 절연성의 접착제(67)(도 4 참조)를 이용하지 않더라도 좋고, 도전성의 접착제를 이용하여도 상관없다.
본 발명의 실시예 3에 따른 압전 발진기(90)는 이상과 같이 구성되어 있고, 이 때문에 실시예 1과 동일한 작용 효과를 발휘한다. 또한, 내부 리드부(61a, 62a, 63a, 64a)는 외부 단자부(52, 55)와 평면적으로 보아 겹치지 않도록 배치되어 있다. 이 때문에, 내부 리드부(61a, 64a)와 외부 단자부(52, 55) 각각의 거리를 실시예 1과 비교해서 멀게 할 수 있어, 내부 리드부(61a, 64a)와 외부 단자부(52, 55) 사이에서의 전기적 절연성을 확실하게 하고, 또한, 부유 용량도 작게 할 수 있다. 특히 도 9에서는, 내부 리드부(61a, 64a)는 절결부(61d, 64d)를 갖고 있기 때문에, 내부 리드부(61a, 64a)의 단면과 외부 단자부(52, 55)의 단면과의 거리를 보다 멀리 잡아, 양자 사이에서의 전기적 절연성을 더욱 확실하게 하여, 부유 용량을 작게 할 수 있다. 또, 도 9에 있어서의 IC 칩(40)의 단자부(44)는, 내부 리드부(64a)의 근방에 배치되어 있다. 이 때문에, 실시예 2에 있어서의 도 8과 같이, 진동자 패키지(50)에 외부 단자부(55-2, 55-3)를 마련하여, 이들의 외부 단자부와 내부 리드부(64a)를 전기적으로 접속하지 않더라도 좋고, 도 8의 압전 발진기(70)와 비교해서 부유 용량을 작게 할 수 있다.
도 10은 본 발명의 압전 발진기의 실시예 4를 나타내는 개략 측면도이며, 실시예 1에서 이용한 부호와 동일한 부호를 부여한 부분은 공통된 구성이므로, 중복된 설명은 생략하며, 이하, 상위점을 중심으로 설명한다. 압전 발진기(80)는, 진동자 패키지(50)의 이면(58)에 고정되는 리드부의 형상이 다르다. 또한, 수지 몰드부(20-1)의 피복 범위가 다르다.
즉, 도면에서 수지 몰드부(20-1)는 진동자 패키지(50)의 덮개(59)의 중앙부의 영역을 제외하고 피복되어 있다. 이에 따라, IC 칩(40), 내부 리드부(61a, 64a), 진동자 패키지(50)의 측면 및 진동자 패키지(50)와 덮개(59)의 접합 영역만이 수지 몰드되어 있는 것으로 된다. 이러한 구성에 따르면, 진동자 패키지(50)의 덮개(59)의 대부분이 수지 몰드부(20-1)로부터 외부에 노출되어 있으므로, 발진 회로를 구성하는 반도체의 구동에 의한 열의 방열을 촉진할 수 있다. 또한, 덮개(59)가 유리 등의 광 투과성의 재료로 형성되어 있는 경우에는, 덮개(59)를 수지로 덮지 않음으로써, 이 덮개를 거쳐서, 내부의 압전 진동편에 레이저 광 등을 조사하여, 주파수 조정을 행할 수 있다(도시하지 않음).
또한, 도 10에 있어서, 진동자 패키지(50)는 도 1의 경우와 반대로, 이면(58)이 하향에 배치되고, 이 하향의 이면(58)에 고정되는 각 리드부(61, 64)가 도 1의 경우와 비교해서 짧고, 크랭크 형상으로 구부러져 있다. 이에 따라, 각 리드부는 도 1의 경우와 같이, 옆쪽으로 돌출하여 진동자 패키지(50)의 측면을 따라 실장 기판 K를 향하는 구조가 아니므로, 폭 방향의 크기가 도 1의 압전 발진기(30)보다도 작아진다. 이 때문에, 실장 공간도 도 1의 압전 발진기(30)보다도 작게 할 수 있다.
도 11은 본 발명의 상술한 실시예에 따른 압전 발진기를 이용한 전자 기기의 일례로서의 디지털식 휴대 전화 장치의 개략 구성을 도시하는 도면이다. 도면에 있어, 마이크로폰(308)에 의해 전기 신호로 변환된 송신자의 음성은, 복조기, 코덱부에서 디지털 변조되고, 송신부(307)에서 RF(Radio Frequency) 대역으로 주파수 변환 후, 안테나를 통해서 기지국(도시하지 않음)에 송신된다. 또한, 기지국으로부터의 RF 신호는 수신부(306)에 있어서 주파수 변환 후, 복조기, 코덱부에서 음성 신호로 변환되어, 스피커(309)로부터 출력된다. 또한, CPU(Central Processing Unit)(301)는 액정 표시 장치 및 키보드로 이루어지는 입출력부(302)를 비롯하여, 디지털식 휴대 전화 장치(300)의 전체 동작을 제어하고 있다. 메모리(303)는 CPU(301)에 의해 제어되는, RAM, ROM으로 이루어지는 정보 기억 수단이며, 이들 중에는 디지털식 휴대 전화 장치(300)의 제어 프로그램이나 전화번호부 등의 정보가 저장되어 있다.
본 발명의 실시예에 따른 압전 발진기가 응용되는 것으로서, 예컨대 TCXO(Temperature Compensated X’stal Oscillator : 온도 보상 압전 발진기)(305)가 있다. 이 TCXO(305)는 주위의 온도 변화에 따른 주파수 변동을 작게 한 압전 발진기이며, 도 11의 수신부(306)나 송신부(307)의 주파수 기준원으로서 휴대 전화 장치에 널리 이용되고 있다. 이 TCXO(305)는 최근의 휴대 전화 장치의 소형화에 따라, 소형화로의 요구가 높아져 오고 있고, 본 발명의 실시예에 따른 구조에 의한 TCXO 소형화는 지극히 유용하다. 이와 같이, 디지털식 휴대 전화 장치(300)와 같은 전자 기기에, 상술한 실시예에 따른 압전 발진기(30)나 압전 발진기(70), 압전 발진기(80), 또는 압전 발진기(90)를 이용함으로써, 두께 방향의 크기가 줄어들기 때문에, 디지털식 휴대 전화 장치(300) 전체의 소형화에 기여할 수 있다. 본 발명은 상술의 실시예로 한정되지 않는다. 각 실시예나 각 변형예의 각 구성은 이들을 적절히 조합하거나, 생략하여, 도시하지 않은 다른 구성과 조합할 수 있다.
상술한 본 발명에 따르면, 압전 발진기, 이 압전 발진기를 이용한 휴대 전화 및 전자 기기를 더욱 소형화할 수 있다.

Claims (8)

  1. 내부에 압전 진동편을 수용한 진동자 패키지와,
    상기 진동자 패키지의 이면에 고정되고, 또한 발진 회로를 내장하는 반도체 소자와,
    상기 진동자 패키지의 이면에 고정된 리드 프레임의 내부 리드부와,
    상기 진동자 패키지와 상기 반도체 소자와 상기 내부 리드부를 피복하는 수지 몰드부와,
    상기 수지 몰드부로부터 노출된 리드 프레임의 외부 리드부
    를 구비한 것을 특징으로 하는 압전 발진기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 진동자 패키지의 상기 이면은, 이 이면에 고정되는 상기 반도체 소자의 접합면보다도 큰 면적을 갖고 있으며, 상기 이면에 상기 반도체 소자가 고정된 상태로 노출되는 노출면에, 상기 내부 리드부가 접착제로 고정되어 있는 것을 특징으로 하는 압전 발진기.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 진동자 패키지가, 금속제의 덮개에 의해 봉지되어 있으며, 상기 진동자 패키지의 이면에는, 상기 덮개와 도통된 단자가 마련되어 있고, 이 덮개와 도통된 단자와, 상기 반도체 소자와 접속된 상기 내부 리드부가 접촉하는 것에 의해 전기 적으로 접속되어 고정되어 있는 것을 특징으로 하는 압전 발진기.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 진동자 패키지의 이면에는, 내부에 수용된 압전 진동편과 접속된 단자가 마련되고, 상기 반도체 소자와 접속된 상기 내부 리드부가 상기 단자와 절연된 상태로 고정되며 또한 상기 압전 진동편과 접속된 단자와, 상기 반도체 소자의 발진 회로 단자가 와이어 본딩에 의해 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 압전 발진기.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 진동자 패키지의 이면에는, 내부에 수용된 압전 진동편과 접속된 단자가 마련되고, 상기 반도체 소자와 접속된 상기 내부 리드부가 상기 단자와 평면적으로 보아 겹쳐지지 않도록 배치됨으로써 상기 단자와 절연된 상태로 되며, 또한 상기 단자와 상기 반도체 소자의 발진 회로 단자가 와이어 본딩에 의해 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 압전 발진기.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 진동자 패키지의 덮개의 중앙부의 영역을 제외하고 상기 수지 몰딩되어 있는 것을 특징으로 하는 압전 발진기.
  7. 삭제
  8. 삭제
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